Optics ໃນແພດສາດແລະວິທະຍາສາດຊີວິດ

ການພັດທະນາແລະການນໍາໃຊ້ optics ໄດ້ຊ່ວຍໃຫ້ຢາປົວພະຍາດທີ່ທັນສະໄຫມແລະວິທະຍາສາດຊີວິດເຂົ້າໄປໃນຂັ້ນຕອນຂອງການພັດທະນາຢ່າງໄວວາ, ເຊັ່ນ: ການຜ່າຕັດບຸກລຸກຫນ້ອຍ, ການປິ່ນປົວດ້ວຍເລເຊີ, ການວິນິດໄສພະຍາດ, ການຄົ້ນຄວ້າຊີວະສາດ, ການວິເຄາະ DNA, ແລະອື່ນໆ.

ການຜ່າຕັດ ແລະຢາປົວພະຍາດ

ພາລະບົດບາດຂອງ optics ໃນການຜ່າຕັດແລະ pharmacokinetics ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ manifested ໃນສອງດ້ານ: laser ແລະໃນ vivo illumination ແລະຮູບພາບ.

1. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ laser ເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານ

ແນວຄວາມຄິດຂອງການປິ່ນປົວດ້ວຍເລເຊີໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໃນການຜ່າຕັດຕາໃນຊຸມປີ 1960. ໃນເວລາທີ່ປະເພດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ lasers ແລະຄຸນສົມບັດຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກຮັບຮູ້, ການປິ່ນປົວດ້ວຍ laser ໄດ້ຖືກຂະຫຍາຍຢ່າງໄວວາໄປສູ່ຂົງເຂດອື່ນໆ.

ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງ laser ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ອາຍແກັສ, ແຂງ, ແລະອື່ນໆ) ສາມາດປ່ອຍ lasers pulsed (Pulsed Lasers) ແລະ lasers ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (ຄື້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ), ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບທີ່ແຕກຕ່າງກັນກ່ຽວກັບເນື້ອເຍື່ອທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດ. ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງເຫຼົ່ານີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີ: pulsed ruby ​​laser (Pulsed ruby ​​laser); laser argon ion ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (CW argon ion laser); laser carbon dioxide ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (CW CO2); yttrium ອະລູມິນຽມ garnet (Nd:YAG) laser. ເນື່ອງຈາກວ່າ laser carbon dioxide ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລະ yttrium aluminium garnet laser ມີຜົນກະທົບ coagulation ເລືອດໃນເວລາທີ່ການຕັດເນື້ອເຍື່ອຂອງມະນຸດ, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນການຜ່າຕັດທົ່ວໄປ.

ຄວາມຍາວຂອງເລເຊີທີ່ໃຊ້ໃນການປິ່ນປົວທາງການແພດໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຫຼາຍກ່ວາ 100 nm. ການດູດຊຶມຂອງເລເຊີຂອງຄວາມຍາວຄື່ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນເນື້ອເຍື່ອຕ່າງໆຂອງຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຂະຫຍາຍການນໍາໃຊ້ທາງການແພດຂອງມັນ. ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອຄວາມຍາວຂອງເລເຊີສູງກວ່າ 1um, ນ້ໍາແມ່ນຕົວດູດຕົ້ນຕໍ. Lasers ບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດຜະລິດຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນໃນການດູດຊຶມເນື້ອເຍື່ອຂອງມະນຸດສໍາລັບການຕັດການຜ່າຕັດແລະການ coagulation, ແຕ່ຍັງຜະລິດຜົນກະທົບກົນຈັກ.

ໂດຍສະເພາະຫຼັງຈາກປະຊາຊົນຄົ້ນພົບຜົນກະທົບກົນຈັກທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຂອງເລເຊີ, ເຊັ່ນ: ການສ້າງຟອງ cavitation ແລະຄື້ນຄວາມດັນ, lasers ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ກັບເຕັກນິກການ photodisruption, ເຊັ່ນການຜ່າຕັດ cataract ແລະການຜ່າຕັດທາງເຄມີ crushing ແກນຫມາກໄຂ່ຫຼັງ. Lasers ຍັງສາມາດຜະລິດຜົນກະທົບ photochemical ເພື່ອແນະນໍາຢາມະເຮັງກັບຜູ້ໄກ່ເກ່ຍ photosensitive ເພື່ອປ່ອຍຜົນກະທົບຂອງຢາເສບຕິດໃນບໍລິເວນເນື້ອເຍື່ອສະເພາະ, ເຊັ່ນ: ການປິ່ນປົວດ້ວຍ PDT. Laser ລວມກັບ pharmacokinetics ມີບົດບາດສໍາຄັນຫຼາຍໃນພາກສະຫນາມຂອງຢາປົວພະຍາດຄວາມແມ່ນຍໍາ.

2. ການນໍາໃຊ້ແສງສະຫວ່າງເປັນເຄື່ອງມືສໍາລັບການ illumination ແລະຮູບພາບ vivo

ນັບຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1990, CCD (Charge-Coupledອຸປະກອນ) ກ້ອງຖ່າຍຮູບໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນການຜ່າຕັດແບບບຸກລຸກຫນ້ອຍ (Minimally Invasive Therapy, MIT), ແລະ optics ມີການປ່ຽນແປງຄຸນນະພາບໃນການນໍາໃຊ້ການຜ່າຕັດ. ຜົນກະທົບຂອງການຖ່າຍພາບຂອງແສງໃນການຜ່າຕັດທີ່ບຸກລຸກ ແລະເປີດໜ້ອຍທີ່ສຸດ ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນປະກອບມີລະບົບ endoscope, ລະບົບການຖ່າຍຮູບຈຸນລະພາກ, ແລະການຖ່າຍຮູບ holographic ການຜ່າຕັດ.

ປ່ຽນແປງໄດ້Endoscope, ລວມທັງ gastroenteroscope, duodenoscope, colonoscope, angioscope, ແລະອື່ນໆ.

optics-in-medicine-and-life-sciences-01

ເສັ້ນທາງ optical ຂອງ endoscope ໄດ້

ເສັ້ນທາງ optical ຂອງ endoscope ປະກອບມີສອງລະບົບເອກະລາດແລະການປະສານງານຂອງ illumination ແລະຮູບພາບ.

ແຂງEndoscopeລວມທັງ arthroscopy, laparoscopy, thoracoscopy, ventriculoscopy, hysteroscopy, cystoscopy, otolinoscopy, ແລະອື່ນໆ.

ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, endoscopes ແຂງມີພຽງແຕ່ມຸມທາງ optical ຄົງທີ່ຫຼາຍທີ່ຈະເລືອກເອົາຈາກ, ເຊັ່ນ: 30 ອົງສາ, 45 ອົງສາ, 60 ອົງສາ, ແລະອື່ນໆ.

ກ້ອງຖ່າຍຮູບຮ່າງກາຍຂະໜາດນ້ອຍແມ່ນອຸປະກອນການຖ່າຍຮູບທີ່ອີງໃສ່ແພລະຕະຟອມເທັກໂນໂລຍີ CMOS ແລະ CCD ຂະໜາດນ້ອຍ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, endoscope ແຄບຊູນ,PillCam. ມັນສາມາດເຂົ້າໄປໃນລະບົບຍ່ອຍອາຫານຂອງຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດເພື່ອກວດກາເບິ່ງ lesions ແລະຕິດຕາມຜົນກະທົບຂອງຢາເສບຕິດ.

optics-in-medicine-and-life-sciences-02

endoscope ແຄບຊູນ

ກ້ອງຈຸລະທັດ holographic ຜ່າຕັດ, ອຸປະກອນການຖ່າຍຮູບທີ່ໃຊ້ເພື່ອສັງເກດຮູບພາບ 3D ຂອງເນື້ອເຍື່ອລະອຽດໃນການຜ່າຕັດທີ່ຊັດເຈນ, ເຊັ່ນ: ການຜ່າຕັດທາງປະສາດສຳລັບຄິ້ວ.

optics-in-medicine-and-life-sciences-03

ກ້ອງຈຸລະທັດ holographic ຜ່າຕັດ

ສະຫຼຸບ:

1. ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນ, ຜົນກະທົບກົນຈັກ, ຜົນກະທົບທາງແສງແລະຜົນກະທົບທາງຊີວະພາບອື່ນໆຂອງເລເຊີ, ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານໃນການຜ່າຕັດບຸກລຸກຫນ້ອຍທີ່ສຸດ, ການປິ່ນປົວທີ່ບໍ່ແມ່ນການບຸກລຸກແລະການປິ່ນປົວດ້ວຍຢາເປົ້າຫມາຍ.

2. ເນື່ອງຈາກການພັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຖ່າຍຮູບ, ອຸປະກອນ optical imaging ທາງການແພດໄດ້ມີຄວາມຄືບຫນ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນທິດທາງຂອງຄວາມລະອຽດສູງແລະ miniaturization, ວາງພື້ນຖານສໍາລັບການຜ່າຕັດຫນ້ອຍທີ່ສຸດແລະຊັດເຈນໃນ vivo. ໃນປັດຈຸບັນ, ອຸປະກອນການຖ່າຍຮູບທາງການແພດທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດປະກອບມີendoscopes, ຮູບພາບ holographic ແລະລະບົບຮູບພາບຈຸນລະພາກ.


ເວລາປະກາດ: 13-12-2022